鋼鐵企業(yè)中電氣自動(dòng)化的作用

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引言

工業(yè)生產(chǎn)中的電氣自動(dòng)化水平，是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)準(zhǔn)。鋼鐵生產(chǎn)作為國(guó)家工業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，為保證其生產(chǎn)供應(yīng)和生產(chǎn)質(zhì)量，需要對(duì)其生產(chǎn)線進(jìn)行全面的電氣自動(dòng)化改進(jìn)，這不僅對(duì)于鋼鐵企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力提升有著重要意義，對(duì)于國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展而言也十分重要。

一、鋼鐵生產(chǎn)電氣自動(dòng)化的意義

（一）提高產(chǎn)能、滿足市場(chǎng)空缺

鋼鐵冶金產(chǎn)業(yè)在我國(guó)的發(fā)展是十分迅速的，在2000年初，我國(guó)鋼鐵企業(yè)總的鋼材產(chǎn)量就達(dá)到了千萬(wàn)噸級(jí)，在2003年，僅特殊鋼材的產(chǎn)量就達(dá)到了三千萬(wàn)噸，這只占到全國(guó)鋼鐵產(chǎn)量的五分之一。以冷軋薄板的生產(chǎn)為例，2005年全國(guó)的鋼鐵企業(yè)預(yù)計(jì)總的生產(chǎn)力為1500萬(wàn)噸，而全國(guó)范圍內(nèi)該鋼材的需求量在2000萬(wàn)噸左右，在還沒(méi)有將出口的鋼材統(tǒng)計(jì)在內(nèi)的情況下就存在這500萬(wàn)噸左右的市場(chǎng)空缺。國(guó)內(nèi)的汽車工業(yè)所需要的不銹鋼板、冷軋硅鋼板等特種鋼材經(jīng)常出現(xiàn)供不應(yīng)求、依賴進(jìn)口的局面。在這樣的市場(chǎng)環(huán)境下，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的電氣自動(dòng)化，將帶動(dòng)企業(yè)產(chǎn)能的極大提升以及產(chǎn)品多樣化，以此來(lái)彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)的鋼材市場(chǎng)缺額，擺脫鋼材依賴進(jìn)口的不利局面。

（二）提升產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力

鋼鐵生產(chǎn)作為技術(shù)依賴性很強(qiáng)的工業(yè)部門，傳統(tǒng)人工控制下的生產(chǎn)經(jīng)常出現(xiàn)生產(chǎn)細(xì)節(jié)不到位、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等的情況，這使得鋼鐵企業(yè)在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力也受到影響。產(chǎn)品線電氣自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，能過(guò)夠有效提升鋼材的生產(chǎn)質(zhì)量。以攀鋼集團(tuán)冷軋生產(chǎn)線為例，采用自動(dòng)化程度較高的PRMC冷軋機(jī)組后，鋼卷的生產(chǎn)周期減小進(jìn)而降低的鋼材存放中生銹的可能性；酸洗與軋制的聯(lián)合運(yùn)行和新酸洗槽的引進(jìn)，提升了工藝速度；全自動(dòng)焊機(jī)的使用，使得焊縫的質(zhì)量得到提升和保證，避免了傳統(tǒng)工藝所帶來(lái)的高斷帶率。這一系列的改進(jìn)措施，使得攀鋼的冷軋產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)甚至國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力得到提升，市場(chǎng)份額進(jìn)一步提高。

（三）降低生產(chǎn)成本

生產(chǎn)工藝是否先進(jìn)也直接關(guān)系到鋼材的生產(chǎn)成本。粗糙的生產(chǎn)工藝，帶來(lái)的通常是原材料的消耗速度快、產(chǎn)品的廢品率高、生產(chǎn)設(shè)備的消耗嚴(yán)重，這些都會(huì)導(dǎo)致鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)成本的大幅提升。采用電氣高度自動(dòng)化的產(chǎn)品線，能夠?qū)⑸a(chǎn)的能耗、原料的消耗降到最低，同時(shí)保障成品率。

（四）滿足節(jié)能減排發(fā)展要求

鋼鐵生產(chǎn)屬于高度能源依賴型和消耗型的產(chǎn)業(yè)，需要礦石、電力、燃料等的不間斷供應(yīng)。此外，鋼鐵行業(yè)還是環(huán)境污染物的“生產(chǎn)大戶”，鋼鐵生產(chǎn)中會(huì)向大氣中排放大量含有硫、氮的廢氣，易引發(fā)酸雨；鋼鐵生產(chǎn)還會(huì)產(chǎn)生大量工業(yè)廢渣、廢水，這些也會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。近幾年，為響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排發(fā)展的要求，國(guó)內(nèi)的諸多大型鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)均投資引進(jìn)了先進(jìn)的生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品線的半自動(dòng)化或全自動(dòng)化，新的產(chǎn)品線能夠?qū)撹F生產(chǎn)中的能源消耗控制到最低，同時(shí)增加了污水處理環(huán)節(jié)以及廢氣回爐利用流程，大大減少了鋼鐵生產(chǎn)對(duì)能源的消耗和對(duì)環(huán)境的危害程度。

二、關(guān)鍵技術(shù)

（一）集散控制系統(tǒng)DCS

集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上演進(jìn)而來(lái)的，其核心思想是集中顯示、分散控制。DSC系統(tǒng)充分利用了計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)信息處理能力，配合了通信、顯示、控制等技術(shù)，能夠做到對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)中各個(gè)生產(chǎn)流程的獨(dú)立控制和具體細(xì)節(jié)的集中顯示，這種自動(dòng)化生產(chǎn)流程更注重對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的把控，其具有組網(wǎng)模式多樣、生產(chǎn)控制實(shí)時(shí)性高、生產(chǎn)質(zhì)量可靠性高、產(chǎn)品線易于維護(hù)等諸多優(yōu)勢(shì)，在世界范圍內(nèi)的工業(yè)生產(chǎn)中都有極廣的應(yīng)用。

（二）可編程邏輯控制器PLC

PLC系統(tǒng)，即可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），是針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)所研發(fā)的一種自動(dòng)控制單元，由上世紀(jì)60年代在美國(guó)研發(fā)成功，并很快在世界范圍內(nèi)的工廠得到推廣應(yīng)用。傳統(tǒng)的半自動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)線中通常采用繼電器控制，而采用繼電器的產(chǎn)品線通常易用性差、維護(hù)困難，為了進(jìn)一步提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，科研人員推出了PLC系統(tǒng)。PLC系統(tǒng)工作原理與微型計(jì)算機(jī)類似，其核心是具有存儲(chǔ)能力的運(yùn)算單元，通過(guò)預(yù)先編寫好的控制程序配合I/O口實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的控制。該系統(tǒng)，由于其所具備的諸多優(yōu)勢(shì)，在鋼鐵生產(chǎn)、石油化工、電力生產(chǎn)等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域都有極其廣闊的應(yīng)用，且具有良好的發(fā)展前景。

三、電氣自動(dòng)化策略

（一）學(xué)習(xí)引進(jìn)先進(jìn)生產(chǎn)線

國(guó)內(nèi)的鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)線的諸多弊端，組織相關(guān)的管理人員和技術(shù)人員到先進(jìn)的國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，參觀和學(xué)習(xí)先進(jìn)的生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，要勇于廢除原有的生產(chǎn)模式，引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)線，提高鋼鐵生產(chǎn)的電氣自動(dòng)化程度。

（二）加大人才培養(yǎng)和研發(fā)投資力度，增強(qiáng)創(chuàng)新能力

目前國(guó)內(nèi)的鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，在生產(chǎn)線電氣自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，不可避免的出現(xiàn)了自動(dòng)化核心技術(shù)受制于人的窘境，這就要求我國(guó)的鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，應(yīng)當(dāng)具備核心技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新能力，企業(yè)內(nèi)應(yīng)當(dāng)注重對(duì)專業(yè)人才的引進(jìn)培養(yǎng)，形成自己的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，保障研發(fā)的資金投資，盡快形成自己的核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力[4]。

四、結(jié)束語(yǔ)

鋼鐵企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的形成，需要企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的保障、生產(chǎn)成本的控制、企業(yè)生產(chǎn)的綠色可持續(xù)，這些因素一定程度上都可以通過(guò)企業(yè)生產(chǎn)的電氣自動(dòng)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，鋼鐵企業(yè)應(yīng)當(dāng)對(duì)生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平有足夠的重視和投入，國(guó)家也應(yīng)當(dāng)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)有足夠的支持和資金投入，以保證我國(guó)鋼鐵企業(yè)在世界市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。